(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、
前記排気還流通路における排気流量を調節するために前記排気還流通路に設けられた排気還流弁と、
前記排気還流弁が、弁座と、前記弁座に着座可能に設けられた弁体と、前記弁体を駆動するためのアクチュエータとを含むことと
を備えたエンジンの排気還流装置において、
前記弁座又は前記弁体に付着した異物を除去するために、前記弁体が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すように前記排気還流弁を制御する異物除去制御手段と、
前記排気還流通路から前記吸気通路へ排気が流れ込む位置より下流の前記吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、
前記弁体の開度を前記全閉から段階的に微少に増加させ、それに応じて前記吸気圧検出手段により検出される前記吸気圧が変化したときの開度を異物噛み込み位置として判定し前記微少開度として設定する異物噛み込み判定手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの排気還流装置。
【請求項２】
前記異物除去制御手段は、前記エンジンの減速時であって、前記エンジンへの燃料供給が遮断されたときに前記排気還流弁を制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項３】
前記異物除去制御手段は、前記弁体を前記全閉へ向けて閉弁するときに、全閉直近の開度を前記全閉として制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項４】
前記排気流量を調節するために、前記排気還流弁を前記エンジンの運転状態に応じて制御するための排気還流制御手段と、
前記吸気通路を流れる吸気量を測定するための吸気量測定手段と、
前記排気還流制御手段が前記排気還流弁の制御を開始してから、前記吸気量測定手段により測定される吸気量の積算値が所定の基準値を超えたときに、前記異物除去制御手段の制御又は前記異物噛み込み判定手段の判定を許容し、前記吸気量の積算値が前記基準値を超えないときに、前記異物除去制御手段の制御又は前記異物噛み込み判定手段の判定を禁止する処理規定手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジンの排気還流装置。
【請求項５】
前記エンジンの温度状態を検出するための温度状態検出手段を更に備え、
前記処理規定手段は、前記温度状態検出手段により検出される温度状態に応じて前記吸気量の積算値を補正することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンから排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流してエンジンへ還流させるエンジンの排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路
へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。
【０００３】
エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。
【０００４】
ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を拡大したり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。
【０００５】
ところで、ＥＧＲ弁として、弁体をステップモータにより開閉させ、微小開度にも制御できる電動式のＥＧＲ弁が使用されている。この種のＥＧＲ弁では、弁座と弁体との間で、カーボン粒子等の排気中の異物や切削粉のような硬い異物の噛み込みが問題になることがある。異物が弁座と弁体との間に噛み込まれると、弁体が完全に着座できなくなり、ステップモータの脱調、延いてはＥＧＲ制御不良となる懸念がある。異物の噛み込みは、大量ＥＧＲのために弁体や弁座の流路開口面積を大きくすることで増えるおそれがある。
【０００６】
この種の異物の噛み込みに関連して、下記の特許文献１に記載のＥＧＲ装置では、エンジンのクランキング開始前（始動開始前）に、ＥＧＲ弁の弁体を少なくとも一度全開位置まで開いて異物を弁座から脱落させて除去する動作を実行するようになっている。詳しくは、弁体を全閉位置から全開位置まで開いた後に全閉位置へ戻すようになっている。この「全閉→全開→全閉」の動作を複数回繰り返すことも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−５６４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に記載のＥＧＲ装置では、弁座と弁体との間に噛み込まれた異物を、エンジン始動開始前に除去しているだけなので、エンジン始動後に異物が弁座と弁体との間に噛み込まれるおそれがあった。また、このＥＧＲ装置では、エンジン始動後にＥＧＲ弁に噛み込まれた異物は、次回のエンジン始動時まで除去されないことになる。そのため、エンジン始動後に異物の噛み込みが生じると、弁座と弁体との間に隙間ができてＥＧＲガスが漏れるおそれがあった。さらに、ＥＧＲ弁から異物を除去するために、弁体を全閉位置から全開位置まで開いて異物を脱落させようとするだけなので、弁座や弁体に異物が付着したときは、異物が脱落し難く、除去できないおそれがあった。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲ弁において弁座又は弁体に付着したり、弁座と弁体との間で噛み込まれたりした異物をより確実に除去することを可能としたエンジンの排気還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気流量を調節するために排気還流通路に設けられた排気還流弁と、排気還流弁が、弁座と、弁座に着座可能に設けられた弁体と、弁体を駆動するためのアクチュエータとを含むこととを備えたエンジンの排気還流装置において、弁座又は弁体に付着した異物を除去するために、弁体が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すように排気還流弁を制御する異物除去制御手段と、排気還流通路から吸気通路へ排気が流れ込む位置より下流の吸気通路における吸気圧を検出するための吸気圧検出手段と、弁体の開度を全閉から段階的に微少に増加させ、それに応じて吸気圧検出手段により検出される吸気圧が変化したときの開度を異物噛み込み位置として判定し微少開度として設定する異物噛み込み判定手段とを備えたことを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、吸気通路で負圧が発生することにより、その負圧が排気還流通路に作用する。このとき、弁体が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すように排気還流弁が異物除去制御手段により制御されることで、弁座と弁体との間に排気の高速な間欠流や脈流が生じ、その流れが弁座又は弁体に付着した異物に作用する。また、排気還流通路から排気が流れ込む位置より下流の吸気通路で吸気圧検出手段により吸気圧が検出されるので、排気還流弁の弁体の開閉により影響を受けた吸気圧が検出される。弁座と弁体の間に異物が噛み込まれているときは、異物噛み込み判定手段により、弁体の開度を全閉から段階的に微少に増加させても、弁体の開度に変化がなく、吸気圧検出手段により検出される吸気圧にも変化がない。その後、弁体の開度の増加により異物の噛み込みが解かれると、弁体の開度が変化し、吸気圧検出手段により検出される吸気圧が変化する。従って、吸気圧が変化したときの弁体の開度が異物噛み込み位置として判定され、異物除去の際の微少開度として設定されるので、異物噛み込み位置と微少開度は、弁体が実際に異物を噛み込んでいた位置より若干大きくなる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、異物除去制御手段は、エンジンの減速時であって、エンジンへの燃料供給が遮断されたときに排気還流弁を制御することを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、エンジンの減速時に排気還流弁が制御されるので、吸気通路で発生した負圧が排気還流通路及び排気還流弁に作用する。また、エンジンへの燃料供給が遮断されたときに排気還流弁が制御されるので、燃焼室で燃料の燃焼はなく、排気還流通路から吸気通路を介して燃料室へ排気が流れても、燃焼変動が起きることはない。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、異物除去制御手段は、弁体を全閉へ向けて閉弁するときに、全閉直近の開度を全閉として制御することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、全閉直近の開度を全閉として弁体が閉弁されるので、異物除去制御手段により弁体が繰り返し開閉されても、弁体が弁座に当たることはない。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、排気流量を調節するために、排気還流弁をエンジンの運転状態に応じて制御するための排気還流制御手段と、吸気通路を流れる吸気量を測定するための吸気量測定手段と、排気還流制御手段が排気還流弁の制御を開始してから、吸気量測定手段により測定される吸気量の積算値が所定の基準値を超えたときに、異物除去制御手段の制御又は異物噛み込み判定手段の判定を許容し、吸気量の積算値が基準値を超えないときに、異物除去制御手段の制御又は異物噛み込み判定手段の判定を禁止する処理規定手段とを更に備えたことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、排気還流制御手段が排気還流弁の制御を開始してから、吸気量測定手段により測定される吸気量の積算値が所定の基準値を超えたときに、異物除去制御手段の制御又は異物噛み込み判定手段の判定が、処理規定手段により許容され、吸気量の積算値が基準値を超えないときに、異物除去制御手段の制御又は異物噛み込み判定手段の判定が、処置規定手段により禁止される。従って、吸気量の積山値が基準値に達する期間を間隔として異物の除去又は異物噛み込みの判定が繰り返される。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、エンジンの温度状態を検出するための温度状態検出手段を更に備え、処理規定手段は、温度状態検出手段により検出される温度状態に応じて吸気量の積算値を補正することを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、処理規定手段により吸気量が積算されるとき、温度状態に応じて吸気量の積算値が補正されるので、温度状態により異なる弁座又は弁体への異物の付着程度が、異物の除去又は異物噛み込みの判定の繰り返し間隔に反映される。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、ＥＧＲ弁において弁座又は弁体に付着したり、弁座と弁体との間に噛み込まれたりした異物をより確実に除去することができる。また、弁体が微少開度で繰り返し開閉されるときに、弁座と弁体との間に異物が挟まれることを防止することができ、弁座又は弁体からの異物除去を促進することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、弁座と弁体との間の微少な隙間に排気の高速な流れを生じさせることができ、その微少隙間に排気の間欠流、乱流又は脈流を確実に生じさせることができる。また、異物除去等のためにエンジンの運転を変動させたり、排気悪化を招いたりすることを未然に防止することができる。
【００２４】
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、異物除去等の制御の際に弁体が繰り返し開閉されるときに、弁座又は弁体から離された異物が再び弁座と弁体との間に挟まれ、噛み込まれることを防止することができ、弁座と弁体の打音発生を防止することができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、適度な間隔をあけて異物除去等の制御を行うことができ、排気還流弁の弁体の正常な開閉動作を担保することができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、異物除去等の制御の繰り返し間隔を、弁座又は弁体への異物の付着程度に応じて変えることができ、異物が付着し易い低温時には、制御の繰り返し間隔を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係り、エンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁の概略構成を示す断面図。
【図３】同実施形態に係り、「異物噛み込み判定」の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係り、微少開弁の段階数と異物噛み込み位置との関係を示すグラフ。
【図５】同実施形態に係り、「異物除去制御」の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図６】同実施形態に係り、段階数と基準値との関係を示すマップ。
【図７】同実施形態に係り、弁座と弁体の部分を示す拡大断面図。
【図８】同実施形態に係り、「実行タイミング判定処理」の内容の一例を示すフローチャート。
【図９】同実施形態に係り、冷却水温と水温補正係数との関係を示すマップ。
【図１０】同実施形態に係り、空燃比と空燃比補正係数との関係を示すマップ。
【図１１】同実施形態に係り、「異物噛み込み未然防止制御」の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態に係り、「異物噛み込み未然防止制御」の処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態に係り、エンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるエンジンの排気還流装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
図１に、この実施形態におけるエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられる。
【００３１】
過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを含む。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。
【００３２】
過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられる。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられる。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。
【００３３】
吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられる。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられる。また、インタークーラ１３の下流側であってサージタンク３ａの上流側には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。この電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのステップモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。この電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がステップモータ２２により開閉駆動され、開度が調節されるように構成される。この電子スロットル装置１４の構成として、例えば、特開２０１１−２５２４８２号公報の図１及び図２に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。タービン９の下流側の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられる。
【００３４】
エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられる。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。
【００３５】
この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するためのＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部を吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７における排気流量（ＥＧＲ流量）を調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ通路１７は、タービン９の上流側の排気通路５と、サージタンク３ａとの間に設けられる。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが、スロットルバルブ１４の下流側にてサージタンク３ａに接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、タービン９の上流側における排気通路５に接続される。
【００３６】
ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂの近傍には、ＥＧＲガスを浄化するためのＥＧＲ用触媒コンバータ１９が設けられる。また、ＥＧＲ用触媒コンバータ１９より下流のＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。
【００３７】
図２に、ＥＧＲ弁１８の概略構成を断面図により示す。図２に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁により、かつ、電動弁により構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ハウジング３１と、ハウジング３１の中に設けられた弁座３２と、ハウジング３１の中で弁座３２に対して着座可能かつ移動可能に設けられた弁体３３と、弁体３３をストローク運動させるための本発明のアクチュエータとしてのステップモータ３４とを備える。ハウジング３１は、排気通路５の側（排気側）よりＥＧＲガスが導入される導入口３１ａと、吸気通路３の側（吸気側）へＥＧＲガスを導出する導出口３１ｂと、導入口３１ａと導出口３１ｂとを連通する連通路３１ｃとを含む。弁座３２は、連通路３１ｃの中間に設けられる。ここで、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂには、排気通路５におけるエンジン１の排気圧力の脈動が作用し、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａには、サージタンク３ａにおけるエンジン１の吸気圧力の脈動が作用する。従って、ＥＧＲ弁１８の弁体３３には、導入口３１ａを通じて、ＥＧＲ通路１７の上流側における排気圧力の脈動が作用し、導出口３１ｂを通じて、ＥＧＲ通路１７の下流側における吸気圧力の脈動が作用することになる。
【００３８】
ステップモータ３４は、直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３５を備え、その出力軸３５の先端に弁体３３が固定される。出力軸３５はハウジング３１に設けられた軸受３６を介してストローク運動可能に支持される。出力軸３５の上端部には、雄ねじ部３７が形成される。出力軸３６の中間（雄ねじ部３７の下端付近）には、スプリング受け３８が形成される。スプリング受け３８は、下面が圧縮スプリング３９の受け面となっており、上面にはストッパ４０が形成される。
【００３９】
弁体３３は円錐形状をなし、その円錐面が弁座３２に対して当接又は離間するようになっている。弁体３３は、スプリング受け３８とハウジング３１との間に設けられた圧縮スプリング３９によりステップモータ３４の側へ、すなわち弁座３２に着座する閉弁方向へ付勢されている。そして、閉弁状態の弁体３３が、ステップモータ３４の出力軸３５により圧縮スプリング３９の付勢力に抗してストローク運動することにより、弁体３３が弁座３２から離間して開弁する。すなわち、開弁時には、弁体３３は、ＥＧＲ通路１７の上流側（排気側）へ向けて移動する。このように、ＥＧＲ弁１８は、弁体３３が弁座３２に着座した閉弁状態から弁体３３をエンジン１の排気圧力又は吸気圧力に抗してＥＧＲ通路１７の上流側へ移動させることで開弁するタイプとなっている。一方、開弁状態から弁体３３が、ステップモータ３４の出力軸３５により圧縮スプリング３９の付勢方向へストローク運動することにより、弁体３３が弁座３２に近付いて閉弁する。すなわち、閉弁時には、弁体３３はＥＧＲ通路１７の下流側（吸気側）へ向けて移動する。
【００４０】
そして、ステップモータ３４の出力軸３５をストローク運動させることにより、弁座３２に対する弁体３３の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３５は、弁体３３が弁座３２に着座する全閉状態から、弁体３３が弁座３２から最大限離間する全開状態までの間で所定のストロークだけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３２の流路開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３３が大型化されている。
【００４１】
ステップモータ３４は、コイル４１、マグネットロータ４２及び変換機構４３を含む。ステップモータ３４は、コイル４１が通電により励磁されることで、マグネットロータ４２を所定のモータステップ数Ｍst（ｎ）だけ回転させ、変換機構４３によりマグネットロータ４２の回転運動を出力軸３５のストローク運動に変換し、弁体３３をストローク運動させるようになっている。
【００４２】
マグネットロータ４２は、樹脂製のロータ本体４４と、円環状のプラスチックマグネット４５とを含む。ロータ本体４４の中心には、出力軸３５の雄ねじ部３７に螺合する雌ねじ部４６が形成される。そして、ロータ本体４４の雌ねじ部４６と出力軸３５の雄ねじ部３７とが螺合した状態で、ロータ本体４４が回転することで、その回転運動が出力軸３５のストローク運動に変換されるようになっている。ここで、雄ねじ部３７と雌ねじ部４６により、上記した変換機構４３が構成される。ロータ本体４４の下部には、スプリング受け３８のストッパ４０が当接する当接部４４ａが形成される。ＥＧＲ弁１８の全閉時には、ストッパ４０の端面が、当接部４４ａの端面に面接触して、出力軸３５の初期位置が
規制されるようになっている。
【００４３】
この実施形態では、ステップモータ３４のモータステップ数Ｍst（ｎ）を段階的に変えることにより、ＥＧＲ弁１８の弁体３３の開度を、全閉から全開までの間で段階的に微少に調節することができるようになっている。
【００４４】
この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、吸気量制御及びＥＧＲ制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、電子スロットル装置１４のステップモータ２２及びＥＧＲ弁１８のステップモータ３４がそれぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備える。ＥＣＵ５０は、本発明の異物除去制御手段、異物噛み込み判定手段、排気還流制御手段及び処理規定手段に相当する。外部出力回路には、インジェクタ２５及び各ステップモータ２２，３４が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段に相当する各種センサ２７，５１〜５５が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御するために、所定の指令信号をステップモータ３４へ出力するようになっている。
【００４５】
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。アクセルペダル２６は、エンジン１の動作を操作するための操作手段に相当する。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。すなわち、吸気圧センサ５１は、本発明の吸気圧検出手段に相当し、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へＥＧＲガスが流れ込む位置より下流の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＰＭを検出するようになっている。回転速度センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。すなわち、水温センサ５３は、本発明の温度状態検出手段に相当し、エンジン１の温度状態を示す冷却水温ＴＨＷを検出するようになっている。エアフローメータ５４は、本発明の吸気量測定手段に相当し、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３を流れる吸気流量Ｇａを検出する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比Ａ／Ｆを検出する。
【００４６】
この実施形態において、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲを制御するためにＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。一方、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時であって、エンジン１への燃料供給が遮断される減速燃料カット時には、ＥＧＲの流れを遮断するためにＥＧＲ弁１８を全閉に制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、減速燃料カット時に、所定の条件下で、後述する各種制御を実行するために、ＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。
【００４７】
ここで、ＥＧＲ弁１８では、弁座３２と弁体３３との間でデポジット等の異物の付着や噛み込みが問題になることがある。そこで、この実施形態では、弁座３２又は弁体３３から異物を除去したり、弁座３２又は弁体３３への異物の付着を防止したりするために、ＥＣＵ５０が以下のような各種制御を実行するようになっている。
【００４８】
図３に、ＥＣＵ５０が実行する「異物噛み込み判定」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。「異物噛み込み判定」とは、ＥＧＲ弁１８の弁座３２と弁体３３との間における異物の噛み込みの有無と、異物噛み込みが有る場合に、弁体３３がどの位置（開度）で異物を噛み込んでいるかを判定するための処理である。
【００４９】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００５０】
次に、ステップ１０１で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速燃料カット中であるか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時であり、かつ、インジェクタ２５からエンジン１への燃料供給が遮断されたときであるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合に処理をステップ１００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合に処理をステップ１０２へ移行する。
【００５１】
ステップ１０２で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が全閉のときの吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭegr（０）を取り込む。この実施形態で、エンジン１の減速燃料カット時には、ＥＧＲ弁１８が一旦全閉に制御さるようになっている。そのため、ＥＣＵ５０は、そのときの吸気圧ＰＭを、全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）として取り込むのである。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８が全閉のときのモータステップ数Ｍst（０）は、例えば「５」となる。
【００５２】
次に、ステップ１０３で、ＥＣＵ５０は、実行フラグＸＴＧａが「１」であるか否かを判断する。実行フラグＸＴＧａは、ＥＧＲ弁１８の異物除去の操作を許容する場合に「１」に、異物除去の操作を許容しない場合に「０」に設定され、後述するように吸気量Ｇａの積算値により求められる。この実行フラグＸＴＧａは、後述するように、ＥＧＲ制御を開始してからの吸気量Ｇａの積算値が所定の基準値Ａ１以上となったときに「１」となる。ＥＣＵ５０は、このステップ１０３の判断結果が否定となる場合、処理をステップ１０４へ移行し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ１０６へ移行する。
【００５３】
ステップ１０４で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）が、所定の基準値ｐｍ０よりも大きいか否かを判断する。この基準値ｐｍ０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時に示すべき吸気圧ＰＭの絶対値に相当する。この判断結果が否定となる場合、ＥＧＲ弁１８の全閉が正常で、異物の噛み込みがないものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００５４】
一方、ステップ１０４の判断結果が肯定となる場合、ＥＧＲ弁１８の全閉が正常でなく、異物の噛み込みがあるものとして、ＥＣＵ５０は、ステップ１０５で、異物噛み込み判定フラグＸegrを「１」に設定し、処理をステップ１０６へ移行する。
【００５５】
そして、ステップ１０３又はステップ１０５から移行してステップ１０６では、ＥＣＵ５０は、後述する（ｎ）を１ずつ増加させる。この段階では、（ｎ）は（１）となる。
【００５６】
次に、ステップ１０７で、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御することにより、ＥＧＲ弁１８を全閉からｎ段階だけ微少開弁させ、そのときに吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭを吸気圧ＰＭegr（ｎ）として取り込む。この段階では、「ｎ＝１」であることから、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を全閉から１段階だけ微少開弁させ、そのときの吸気圧ＰＭを吸気圧ＰＭegr（１）として取り込む。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８が最初の１段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（１）は、例えば「８（＝５＋３）」となる。
【００５７】
次に、ステップ１０８で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）からｎ段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（ｎ）への変化が、所定の基準値βよりも大きいか否か、すなわち、吸気圧ＰＭにある程度以上の変化があったか否かを判断する。この段階では、「ｎ＝１」であることから、ＥＣＵ５０は、全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）から１段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（１）への変化が、基準値βよりも大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化があった場合、弁体３３が実際に動いたものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０９へ移行する。
【００５８】
そして、ステップ１０９で、ＥＣＵ５０は、ｎ段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（ｎ）を異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶し、処理をステップ１００へ戻す。ここで、弁体３３を微少開弁させて吸気圧ＰＭが変化したときの弁体３３の開度が、異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶される。この段階では、１段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（１）である、例えば「８」が異物噛み込み位置ＥＧＲst（１）としてメモリに記憶される。
【００５９】
一方、ステップ１０８の判断結果が否定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化がなかった場合、弁体３３が動かなかったものとして、ＥＣＵ５０は、ステップ１１０で、上記した（ｎ）が所定の基準値ａ１よりも大きいか否かを判断する。ここで、基準値ａ１は、ＥＧＲ弁１８の微少開弁に係る最大段階数を意味し、自然数である。この実施形態で、基準値ａ１を、例えば「７」と表すことができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０６へ戻す。
【００６０】
そして、ステップ１０６で、ＥＣＵ５０は、（ｎ）を１ずつ増加させる。この段階では、（ｎ）は（２）となる。
【００６１】
次に、ステップ１０７で、ＥＣＵ５０は、上記と同様にステップモータ３４を制御することにより、ＥＧＲ弁１８を新たにｎ段階だけ微少開弁させて、そのときに吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭegr（ｎ）を取り込む。この段階では、「ｎ＝２」となるので、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を２段階だけ微少開弁させる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８が２段階目まで微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（２）は、例えば「１１（＝５＋６）」となる。
【００６２】
その後、ステップ１０８で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）からｎ段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（ｎ）への変化が、基準値βよりも大きいいか否かを判断する。この段階では、「ｎ＝２」であることから、ＥＣＵ５０は、全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）から２段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（２）への変化が、所定値βよりも大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化があった場合、弁体３３が実際に動いたものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０９へ移行する。
【００６３】
そして、ステップ１０９で、ＥＣＵ５０は、ｎ段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（ｎ）を異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶し、処理をステップ１００へ戻す。ここで、弁体３３を微少開弁させて吸気圧ＰＭが変化したときの弁体３３の開度が、異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶される。この段階では、２段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（２）である、例えば「１１」が異物噛み込み位置ＥＧＲst（２）としてメモリに記憶される。
【００６４】
一方、ステップ１０８の判断結果が否定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化がなかった場合、弁体３３が動かなかったものとして、ＥＣＵ５０は、ステップ１１０で、上記した（ｎ）が基準値ａ１よりも大きいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、再び処理をステップ１０６へ戻す。
【００６５】
そして、ステップ１０６で、ＥＣＵ５０は、（ｎ）を１ずつ増加させる。この段階では、（ｎ）が（３）となる。
【００６６】
次に、ステップ１０７で、ＥＣＵ５０は、上記と同様にステップモータ３４を制御することにより、ＥＧＲ弁１８を新たにｎ段階だけ微少開弁させて、そのときに吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭegr（ｎ）を取り込む。この段階では、「ｎ＝３」となるので、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を３段階だけ微少開弁させる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８が３段階目まで微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（３）は、例えば「１４（＝５＋９）」となる。
【００６７】
その後、ステップ１０８で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）からｎ段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（ｎ）への変化が、基準値βよりも大きいか否かを判断する。この段階では、「ｎ＝３」であることから、ＥＣＵ５０は、全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）から３段階だけ微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（３）への変化が、基準値βよりも大きいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化があった場合、弁体３３が実際に動いたものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０９へ移行する。
【００６８】
そして、ステップ１０９で、ＥＣＵ５０は、ｎ段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（ｎ）を異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶し、処理をステップ１００へ戻す。ここで、弁体３３を微少開弁させて吸気圧ＰＭが変化したときの弁体３３の開度が、異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）としてメモリに記憶される。この段階では、３段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（３）である、例えば「１４」が異物噛み込み位置ＥＧＲst（３）としてメモリに記憶される。
【００６９】
一方、ステップ１０８の判断結果が否定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化がなかった場合、弁体３３が動かなかったものとして、ＥＣＵ５０は、ステップ１１０で、上記した（ｎ）が基準値ａ１よりも大きいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、再び処理をステップ１０６へ戻す。
【００７０】
一方、ステップ１１０の判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、ステップ１１１で、ＥＧＲ弁１８が異常であると判定し、処理をステップ１００へ戻す。
【００７１】
ここで、ステップ１１０の判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、ステップ１０６〜ステップ１１０の処理を繰り返すことになる。これにより、ＥＧＲ弁１８の微少開弁の段階数に応じて異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）が段階的に増加するように求められる。図４に、この微少開弁の段階数と異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）との関係をグラフにより示す。
【００７２】
上記の「異物噛み込み判定」の処理において、ＥＣＵ５０は、弁体３３の開度を全閉から段階的に微少に増加させ、それに応じて吸気センサ５１により検出される吸気圧ＰＭが変化したときの開度を異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）として判定し、かつ、弁体３３を全閉から開弁させる微少開度として設定するのである。このようにして、ＥＧＲ弁１８の弁座３２と弁体３３との間における異物噛み込み判定（Ｘegr）が行われ、異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）が検出される。
【００７３】
次に、図５に、ＥＣＵ５０が実行する「異物除去制御」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。「異物除去制御」は、ＥＧＲ弁１８の弁座３２又は弁体３３に付着したり、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれた異物を除去するために行われる。
【００７４】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【００７５】
次に、ステップ２０１で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速燃料カット中であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ２００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ２０２へ移行する。
【００７６】
ステップ２０２で、ＥＣＵ５０は、実行フラグＸＴＧａが「１」であるか、又は、異物噛み込み判定フラグＸegrが「１」であるかを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８につき、異物除去の操作が許容されるか否か、又は、異物噛み込みが有るか否かを判断するのである。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ２００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ２０３へ移行する。
【００７７】
ステップ２０３で、ＥＣＵ５０は、「異物噛み込み判定」が完了したか否か、すなわち、先に説明した図３に示すフローチャートの処理が完了したか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ２００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ２０４へ移行する。
【００７８】
ステップ２０４で、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御することにより、直近で検出された異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）だけＥＧＲ弁１８を微少開弁させる。ここで、「異物噛み込み判定」の処理にて、吸気圧ＰＭが変化したときの弁体３３の開度が異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）として判定され、異物除去の際の弁体３３の「微少開度」として設定される。従って、この異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）と「微少開度」は、弁体３３が実際に異物を噛み込んでいた位置よりも若干大きい開度となる。
【００７９】
次に、ステップ２０５で、ＥＣＵ５０は、上記のように微少開弁した後、所定時間が経過するのを待って処理をステップ２０６へ移行する。ここで、所定時間として、例えば「０．５秒」を当てはめることができる。
【００８０】
次に、ステップ２０６で、ＥＣＵ５０は、微少開弁状態で所定時間経過した後に吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭegr（α）を取り込む。
【００８１】
次に、ステップ２０７で、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御することにより、ＥＧＲ弁１８を全閉とする。
【００８２】
次に、ステップ２０８で、ＥＣＵ５０は、全閉にした後、所定時間が経過するのを待って処理をステップ２０９へ移行する。ここで、所定時間として、例えば「０．５秒」を当てはめることができる。
【００８３】
そして、ステップ２０９で、ＥＣＵ５０は、全閉状態で所定時間経過した後に吸気圧センサ５１で検出される吸気圧ＰＭegr（０）を取り込む。
【００８４】
次に、ステップ２１０で、（ｎ）数に応じた所定の基準値βを求める。ここで、（ｎ）は前述した微少開弁の段階数に相当する。ＥＣＵ５０は、この基準値βを、図６に示すマップを参照することにより求める。このマップは、段階数（ｎ）と基準値βとの関係を示し、段階数（ｎ）と基準値βが比例関係に設定されている。
【００８５】
そして、ステップ２１１で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の全閉時の吸気圧ＰＭegr（０）から弁体３３を微少開弁したときの吸気圧ＰＭegr（α）への変化が、基準値βよりも大きいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、すなわち、吸気圧ＰＭにそこそこの変化がなかった場合、弁体３３が動かず異物が除去されなかったものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２１２へ移行する。
【００８６】
そして、ステップ２１２で、ＥＣＵ５０は、繰り返し回数ｍを「１」だけ加算する。続いて、ステップ２１３で、ＥＣＵ５０は、繰り返し回数ｍが所定の基準値ｂ１より大きいか否かを判断する。ここで、基準値ｂ１は、繰り返し回数ｍの上限値を意味する。この実施形態で、基準値ｂ１を、例えば「３０」とすることができる。
【００８７】
ステップ２１３の判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２０４へ戻し、ステップ２０４〜ステップ２１３の処理を繰り返す。この繰り返しは、ステップ２１１の判断結果が肯定となるか、ステップ２１３の判断結果が肯定となるまで行われる。
【００８８】
このようにステップ２０４〜ステップ２１３の処理を繰り返すことにより、弁体３３が全閉と微少開度との間で往復動（振動）を繰り返すことになる。図７に、弁座３２と弁体３３の部分を拡大断面図により示す。図７に示すように、弁体３３が弁座３２との間で往復動を繰り返すことにより、弁座３２と弁体３３との間の隙間に間欠流が生じることになる。この間欠流は、エンジン減速時に吸気通路３で発生する負圧の作用によるＥＧＲガスの流れであり、ＥＧＲ弁１８から吸気通路３へ向かう流れの他、ＥＧＲ弁１８から吸気通路３へ向かう流れとＥＧＲ弁１８から排気通路５へ向かう流れが交互に生じることを含む。すなわち、弁座３２と弁体３３との間には、異物の引き剥がしや吹き飛ばしに有効な高速の間欠流、乱流、脈流が生じることになる。
【００８９】
そして、ステップ２１１の判断結果が肯定となる場合、上記のように弁体３３が振動したことで異物が除去されたものとして、ＥＣＵ５０は、ステップ２１５で、異物が除去されたとする判定（異物除去判定）をし、処理をステップ２００へ戻す。
【００９０】
一方、ステップ２１３の判断結果が肯定となる場合、ステップ２０４〜ステップ２１３の処理が必要回数繰り返されても異物が除去されなかったとして、ＥＣＵ５０は、ステップ２１４で、ＥＧＲ弁１８が異常であるとする判定（ＥＧＲ弁異常判定）をし、処理をステップ２００へ戻す。
【００９１】
上記の「異物除去制御」の処理において、ＥＣＵ５０は、弁座３２又は弁体３３に付着したり、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれたりした異物を除去するために、弁体３３が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すようにＥＧＲ弁１８のステップモータ３４を制御するようになっている。
【００９２】
上記の「異物除去制御」は、「異物噛み込み判定」により、ＥＧＲ弁１８の弁座３２と弁体３３との間に異物の噛み込みがあると判定された場合に、その異物を除去するために実行されるものである。この他、この実施形態では「異物噛み込み未然防止制御」を実行するようになっている。この制御は、ＥＧＲ弁１８の異物噛み込みを未然に防止するために「異物噛み込み判定」の結果にかかわらずエンジン１の運転時にある間隔を置いて行うものである。
【００９３】
図８に、この「異物噛み込み未然防止制御」の実行タイミングを判定する「実行タイミング判定処理」の内容の一例をフローチャートにより示す。
【００９４】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ３００で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲがオンされたか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ制御を実行しているか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ３００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ３１０へ移行する。
【００９５】
ステップ３１０で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５４の検出信号に基づき吸気量Ｇａを取り込む。
【００９６】
次に、ステップ３２０で、ＥＣＵ５０は、水温センサ５３の検出信号に基づき冷却水温ＴＨＷを取り込む。
【００９７】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ５０は、検出された冷却水温ＴＨＷに基づき吸気量Ｇａのための水温補正係数Ｋthwを求める。ＥＣＵ５０は、図９に示す関数データ（マップ）を参照することにより、この水温補正係数Ｋthwを求める。図９には、冷却水温ＴＨＷと水温補正係数Ｋthwとの関係が設定されている。このマップでは、低温側ほど水温補正係数Ｋthwが大きくなるように設定されている。これは、低温ほどＥＧＲガスからカーボンが出やすいことに対応させたものである。
【００９８】
次に、ステップ３４０で、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５５の検出信号に基づき空燃比Ａ／Ｆを求める。
【００９９】
次に、ステップ３５０で、ＥＣＵ５０は、検出された空燃比Ａ／Ｆに基づき、吸気量Ｇａのための空燃比補正係数Ｋafを求める。ＥＣＵ５０は、図１０に示す関数データ（マップ）を参照することにより、この空燃比補正係数Ｋafを求める。図１０には、空燃比Ａ／Ｆと空燃比補正係数Ｋafとの関係が設定されている。このマップでは、リッチ側及びリーン側ほど空燃比補正係数Ｋafが大きくなるように設定されている。これは、リッチ側及びリーン側ほどＥＧＲガスからカーボンが出やすいことに対応させたものである。
【０１００】
そして、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、積算吸気量ＴＧａを求める。ＥＣＵ５０は、前回求めた積算吸気量ＴＧａ（ｉ）に対し、今回求めた吸気量Ｇａに各補正係数Ｋthw，Ｋafを乗算した結果を加算することにより新たな積算吸気量ＴＧａを求める。
【０１０１】
その後、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、新たに求められた積算吸気量ＴＧａが所定の基準値Ａ１よりも大きいか否かを判断する。この基準値Ａ１は、ＥＧＲオンされてから、ＥＧＲ弁１８の弁座３２又は弁体３３にカーボン等の異物が付着するおそれが大きくなる時期に相当するものである。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ３００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ３８０へ移行する。
【０１０２】
そして、ステップ３８０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の「異物噛み込み未然防止制御」の実行フラグＸＴＧａをオンとする、すなわち「１」に設定した後、処理をステップ３００へ戻す。
【０１０３】
上記の「実行タイミング判定処理」は、ＥＣＵ５０がＥＧＲ制御を実行するために、ＥＧＲ弁１８の制御を開始してから、エアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの積算値ＴＧａが所定の基準値Ａ１を超えたときに、「異物除去制御」又は「異物噛み込み判定」を許容するために「１」に設定し、上記した吸気量Ｇａの積算値が基準値Ａ１を超えないときに、「異物除去制御」又は「異物噛み込み判定」を禁止するために「０」に設定するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、吸気量Ｇａの積算値を求める際、水温センサ５３により検出される冷却水温ＴＨＷ、すなわちエンジン１の温度状態に応じて水温補正係数Ｋthwにより吸気量Ｇａを補正し、それによって吸気量Ｇａの積算値を補正するようになっている。
【０１０４】
次に、図１１に、ＥＣＵ５０が実行する「異物噛み込み未然防止制御」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【０１０５】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ４００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態を示す各種エンジン信号を取り込む。
【０１０６】
次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速燃料カット中であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、処理をステップ４００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、処理をステップ４２０へ移行する。
【０１０７】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ５０は、実行フラグＸＴＧａが「１」であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が否定となる場合、「異物噛み込み未然防止処理」の実行タイミングではないとして処理をステップ４００へ戻し、この判断結果が肯定となる場合、同処理の実行タイミングであるとして、処理をステップ４３０へ移行する。
【０１０８】
そして、ステップ４３０で、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御することによりＥＧＲ弁１８を微少開弁する。この微少開弁のための微少開度は、「異物噛み込み判定処理」により求められた異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）であってもよく、予め設定された任意の微少開度であってもよい。この任意の微少開度として、例えば、ＥＧＲ弁１８を全閉から２段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（２）である「１１（＝５＋６）」とすることができる。
【０１０９】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ５０は、微少開弁後に所定時間が経過するのを待って処理をステップ４５０へ移行する。この所定時間を、例えば「０．５秒」とすることができる。
【０１１０】
次に、ステップ４５０で、ＥＣＵ５０は、ステップモータ３４を制御することによりＥＧＲ弁１８を全閉とする。
【０１１１】
次に、ステップ４６０で、ＥＣＵ５０は、全閉後に所定時間が経過するのを待って処理をステップ４７０へ移行する。この所定時間を、例えば「０．５秒」とすることができる。
【０１１２】
次に、ステップ４７０で、ＥＣＵ５０は、繰り返し回数ｍを「１」だけ加算する。続くステップ４８０で、ＥＣＵ５０は、繰り返し回数ｍが所定の基準値ｃ１より大きいか否かを判断する。この基準値ｃ１を、例えば「２０」に設定することができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４３０へ戻し、ステップ４３０〜ステップ４８０の処理を繰り返す。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４９０へ移行する。
【０１１３】
ここで、ステップ４３０〜ステップ４８０の処理を繰り返すことにより、図７に示すように、弁体３３が全閉と微少開弁との間で往復動（振動）を繰り返し、その弁座３２と弁体３３との隙間に異物の引き剥がしや吹き飛ばしに有効な高速の間欠流、乱流、脈流が生じることになる。
【０１１４】
一方、ステップ４９０では、ＥＣＵ５０は、実行フラグＸＴＧａを「０」にリセットし、処理をステップ４００へ戻す。
【０１１５】
上記「異物噛み込み未然防止制御」により、ＥＣＵ５０は、弁座３２又は弁体３３に付着したり、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれた異物を除去するために、弁体３３が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すようにステップモータ３４を制御するようになっている。
【０１１６】
以上説明したこの実施形態のエンジンの排気還流装置によれば、エンジン１の減速時に吸気通路３で負圧が発生することにより、その負圧がＥＧＲ通路１７に作用する。このとき、ＥＣＵ５０が、「異物除去制御」を実行することにより、ＥＧＲ弁１８の弁体３３が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すようにＥＧＲ弁１８が制御される。これにより、ＥＧＲ弁１８の弁座３２と弁体３３との間の隙間にＥＧＲガスの高速な間欠流や乱流、脈流が生じ、その流れが弁座３２又は弁体３３に付着したり、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれた異物に作用する。この結果、ＥＧＲ弁１８において弁座３２と弁体３３との間に付着したり、弁座３２と弁体３３との間に噛み込まれたりした異物を、間欠流等により、弁座３２や弁体３３から引き剥がしたり、吹き飛ばしたりして確実に除去することができる。この作用効果は「異物噛み込み未然防止制御」の場合においても同様に得ることができる。
【０１１７】
この実施形態では、エンジン１の減速燃料カット中に、弁座３２又は弁体４４から異物を除去するために、ＥＧＲ弁１８の弁体３３が微少開度で繰り返し開閉される。従って、減速時にスロットル弁２１が閉弁することで、サージタンク３ａに確実に負圧が発生し、その負圧がＥＧＲ通路１７及びＥＧＲ弁１８に作用することになる。このため、弁座３２と弁体３３との間の微少な隙間にＥＧＲガスの高速な流れを生じさせることができ、その微少隙間にＥＧＲガスの間欠流、乱流又は脈流を確実に生じさせることができる。また、この実施形態では、ＥＧＲ弁１８から吸気通路３へＥＧＲガスが流れるときに、エンジン１への燃料供給が遮断されるので、燃焼室１６で燃料の燃焼はなく、吸気通路３を介して燃料室１６にＥＧＲガスが流れても、燃焼室１６での燃焼が変動することはない。このため、「異物除去制御」又は「異物噛み込み未然防止制御」のために、エンジン１の運転が変動したり、排気悪化を招いたりすることを未然に防止することができる。
【０１１８】
この実施形態では、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へＥＧＲガスが流れ込む位置より下流の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＰＭが吸気圧センサ５１により検出されるので、ＥＧＲ弁１８の弁体３３の開閉により影響を受けた吸気圧ＰＭが吸気圧センサ５１により検出される。ここで、「異物噛み込み判定処理」のために、弁座３２と弁体３３の間に異物が噛み込まれている間は、ＥＣＵ５０がステップモータ３４を駆動して弁体３３の開度を全閉から段階的に微少に増加させても、弁体３３の開度に変化がなく、吸気圧センサ５１により検出される吸気圧ＰＭにも変化がない。その後、弁体３３の開度が増加して異物の噛み込みが解かれると、弁体３３の開度が実際に変化し、吸気圧センサ５１により検出される吸気圧ＰＭが変化する。そして、吸気圧ＰＭが変化したときの弁体３３の開度が異物噛み込み位置ＥＧＲst（ｎ）と判定され、異物除去の際の微少開度として設定されるが、それらは、弁体３３が実際に異物を噛み込んでいた弁体３３の位置よりも若干大きくなる。このため、弁体３３が微少開度で繰り返し開閉されるときに、弁座３２と弁体３３との間に異物が挟まれることを防止することができ、弁座３２又は弁体３３からの異物の除去を促進することができる。
【０１１９】
この実施形態では、ＥＧＲ制御のために、ＥＧＲ弁１８がＥＣＵ５０により制御されることにより、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲ流量が調節される。ここで、ＥＣＵ５０がＥＧＲ弁１８の制御を開始してから、エアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの積算値、すなわち積算吸気量ＴＧａが所定の基準値Ａ１を超えたときは、ＥＣＵ５０による「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」が許容され、実行フラグＸＴＧａが「１」に設定される。一方、積算吸気量ＴＧａが基準値Ａ１を超えないときは、ＥＣＵ５０による「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」が禁止され、実行フラグＸＴＧａが「０」に設定され
る。従って、積算吸気量ＴＧａが基準値Ａ１に達する期間を間隔として「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」が繰り返される。このため、適度な間隔をあけて「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」を行うことができ、ＥＧＲ弁１８の弁体３３の正常な開閉動作を担保することができる。
【０１２０】
この実施形態では、「実行タイミング判定処理」で、ＥＣＵ５０により積算吸気量ＴＧａが求められるとき、エンジン１の冷却水温ＴＨＷに応じて積算吸気量ＴＧａが補正されるので、エンジン１の冷却水温ＴＨＷ、すなわち温度状態により異なる弁座３２又は弁体３３への異物の付着程度が、「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」の繰り返し間隔に反映されることになる。特に、ＥＧＲガス中のカーボンの、弁座３２又は弁体３３への付着の程度は、エンジン１の温度状態によって異なる。このため、「異物除去制御」、「異物噛み込み未然防止制御」又は「異物噛み込み判定処理」の繰り返し間隔を、弁座３２又は弁体３３への異物の付着程度に応じて変えることができ、異物が付着し易い低温時には、上記処理の繰り返し間隔を短縮することができる。
【０１２１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２２】
なお、以下の説明において前記第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。
【０１２３】
この実施形態では、「異物噛み込み未然防止処理」の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図１２に、ＥＣＵ５０が実行する「異物噛み込み未然防止制御」の処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【０１２４】
図１２に示すフローチャートは、そのステップ４５５及びステップ５００の処理内容の点で、図１１に示すフローチャートと異なる。図１２のフローチャートにおけるステップ４５５は、図１１のフローチャートにおけるステップ４５０に対応する。図１２におけるその他のステップ４００〜４４０，４６０〜４９０の処理内容については、図１１のフローチャートのそれらと同じである。
【０１２５】
図１２に示すように、ステップ４４０から移行してステップ４５５では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を全閉直近開度へ閉弁する。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８が全閉のときのモータステップ数Ｍst（０）を、例えば「５」とすると、全閉直近開度を、例えば、ＥＧＲ弁１８が最初の１段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（１）である「８（＝５＋３）」とすることができる。また、この実施形態では、上記した全閉直近開度に合わせて、ステップ４３０でＥＧＲ弁１８を微少開弁したときの開度を、例えば、全閉から３段階だけ微少開弁したときのモータステップ数Ｍst（３）である、「１４（＝５＋９）」とすることができる。
【０１２６】
また、図１２に示すように、ステップ４９０から移行してステップ５００では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を全閉とし、処理をステップ４００へ戻す。この場合、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の３４のモータステップ数Ｍst（０）を、例えば「５」とすることができる。
【０１２７】
従って、この実施形態では、「異物噛み込み未然防止制御」の処理において、ＥＣＵ５０により弁体３３が全閉と微少開度との間で開閉を繰り返すときに、全閉直近の開度を全閉として弁体３３が閉弁されるので、弁体３３が繰り返し開閉しても、弁体３３が弁座３２に当たることがない。このため、上記制御の際に、弁体３３が繰り返し開閉されるときに、弁座３２又は弁体３３から離された異物が再び弁座３２と弁体３３との間に挟まれ、噛み込まれることを防止することができ、弁座３２と弁体３３の打音発生を防止することができる。
【０１２８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明におけるエンジンの排気還流装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１２９】
図１３に、この実施形態におけるＥＧＲ装置を含む過給機付エンジンシステムを概略構成図により示す。図１３に示すように、この実施形態では、ＥＧＲ装置の配置の点で第１及び第２の実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態で、ＥＧＲ通路１７は、その入口１７ｂが触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続され、その出口１７ａが過給機７のコンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。その他の構成については、前記各実施形態のそれと同じである。
【０１３０】
従って、この実施形態によれば、エンジン１の運転時であって、過給機７の作動時にＥＧＲ弁１８が開いているときは、過給吸気圧による負圧が、コンプレッサ８より上流の吸気通路３にてＥＧＲ通路１７の出口１７ａに作用し、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に流れる排気の一部がＥＧＲ通路１７、ＥＧＲクーラ２０及びＥＧＲ弁１８を介して吸気通路３へ引き込まれる。ここで、高過給域であっても触媒コンバータ１５の下流側では、触媒コンバータ１５が抵抗となって排気圧力がある程度低減される。このため、高過給域までＥＧＲ通路１７に過給吸気圧による負圧を作用させてＥＧＲを行うことができる。また、触媒コンバータ１５で浄化される排気ガスの一部がＥＧＲ通路１７に導入されるので、第１実施形態と比較して、ＥＧＲ通路１７からＥＧＲ用触媒コンバータ１９を省略することができる。この実施形態におけるその他の作用効果は、前記各実施形態のそれと同じである。
【０１３１】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することができる。
【０１３２】
（１）前記各実施形態では、本発明のＥＧＲ装置を過給機７を備えたエンジン１に具体化したが、本発明のＥＧＲ装置を過給機を備えていないエンジンに具体化することもできる。
【０１３３】
（２）前記各実施形態では、ＥＧＲ弁１８を構成するアクチュエータとしてステップモータ３４を使用したが、ステップモータ以外のモータを使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
この発明は、車両用のガソリンエンジン又はディーゼルエンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１  エンジン
２  吸気ポート
３  吸気通路
３ａ  サージタンク
４  排気ポート
５  排気通路
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
３２  弁座
３３  弁体
３４  ステップモータ（アクチュエータ）
５０  ＥＣＵ（異物除去制御手段、異物噛み込み判定手段、処理規定手段）
５１  吸気圧センサ（吸気圧検出手段）
５３  水温センサ（温度状態検出手段）
５４  エアフローメータ（吸気量測定手段）
５５  空燃比センサ（空燃比検出手段）
ＰＭ  吸気圧
ＴＨＷ  冷却水温
Ｇａ  吸気流量
ＴＧａ  積算吸気量
Ａ／Ｆ  空燃比
Ａ１  所定値
ＥＧＲst（ｎ）  ｎ段階目の異物噛み込み位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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